Ovdje će se četiri osnovne karakteristike radiofrekvencijskih krugova tumačiti iz četiri aspekta: radiofrekvencijsko sučelje, mali željeni signal, veliki interferencijski signal i smetnje susjednih kanala, te dani su važni čimbenici koji trebaju posebnu pažnju u procesu dizajna PCB -a.
Radiofrekvencijsko sučelje simulacije radiofrekvencijskog kruga
Bežični odašiljač i prijemnik konceptualno su podijeljeni u dva dijela: osnovna frekvencija i radio frekvencija. Temeljna frekvencija uključuje frekvencijski raspon ulaznog signala odašiljača i frekvencijski raspon izlaznog signala prijemnika. Propusna širina temeljne frekvencije određuje temeljnu brzinu kojom se podaci mogu teći u sustavu. Osnovna frekvencija koristi se za poboljšanje pouzdanosti struje podataka i smanjenje opterećenja koje odašilje nameće na prijenosnom mediju pod određenom brzinom prijenosa podataka. Stoga je potrebno puno znanja o inženjerskom obradi signala prilikom dizajniranja temeljnog frekvencijskog kruga na PCB -u. Radiofrekventni krug odašiljača može pretvoriti i unaprijediti obrađeni signal baze u određeni kanal i ubrizgati ovaj signal u prijenosni medij. Suprotno tome, radio frekvencijski krug prijemnika može dobiti signal iz prijenosnog medija i pretvoriti i smanjiti frekvenciju u osnovnu frekvenciju.
Odašiljač ima dva glavna cilja PCB dizajna: prvi je to što moraju prenijeti određenu snagu dok konzumiraju najmanje moguće snage. Drugo je da ne mogu ometati normalan rad primopredajnika u susjednim kanalima. Što se tiče prijemnika, postoje tri glavna cilja PCB dizajna: prvo, oni moraju točno vratiti male signale; Drugo, moraju biti u mogućnosti ukloniti ometajuće signale izvan željenog kanala; I posljednje, poput odašiljača, oni moraju konzumirati snagu vrlo malu.
Veliki smetnji signal simulacije radiofrekvencijskog kruga
Prijemnik mora biti vrlo osjetljiv na male signale, čak i kada postoje veliki smetnji (opstrukcije). Ova se situacija događa prilikom pokušaja primanja slabog ili dugog signala prijenosa, a moćan odašiljač u blizini se emitira u susjednom kanalu. Interferni signal može biti 60 do 70 dB veći od očekivanog signala, a može se pokriti velikom količinom tijekom ulazne faze prijemnika, ili prijemnik može stvoriti prekomjernu buku tijekom ulazne faze kako bi blokirao prijem normalnih signala. Ako se prijemnik potakne u nelinearno područje izvorom smetnje tijekom ulazne faze, pojavit će se navedena dva problema. Da bi se izbjegli ovi problemi, prednji kraj prijemnika mora biti vrlo linearan.
Stoga je "linearnost" također važno razmatranje u PCB dizajnu prijemnika. Budući da je prijemnik uskopojasni krug, nelinearnost se mjeri mjerenjem „izobličenja intermodulacije“. To uključuje korištenje dva sinusna vala ili kosinusnih vala sa sličnim frekvencijama i smješteno u središnjem opsegu za pokretanje ulaznog signala, a zatim mjerenje produkta njegove intermodulacije. Općenito govoreći, Spice je dugotrajan i troškovno intenzivni softver za simulaciju, jer mora izvesti mnoge izračunavanja petlje kako bi dobila potrebnu rezoluciju frekvencije kako bi se razumjela izobličenje.
Mali očekivani signal u simulaciji RF kruga
Prijemnik mora biti vrlo osjetljiv na otkrivanje malih ulaznih signala. Općenito govoreći, ulazna snaga prijemnika može biti čak 1 μV. Osjetljivost prijemnika ograničena je bukom generiranom ulaznim krugom. Stoga je buka važno razmatranje u PCB dizajnu prijemnika. Nadalje, mogućnost predviđanja buke sa simulacijskim alatima je neophodna. Slika 1 je tipični prijemnik superheterodina. Primljeni signal se prvo filtrira, a zatim se ulazni signal pojačava s niskim pojačalom bukom (LNA). Zatim upotrijebite prvi lokalni oscilator (LO) za miješanje s ovim signalom kako biste pretvorili ovaj signal u intermedijarnu frekvenciju (IF). Učinkovitost buke prednjeg kruga uglavnom ovisi o LNA, mikseru i LO. Iako tradicionalna analiza buke začina može pronaći buku LNA, beskorisna je za miješanje i LO, jer će na buku u tim blokovima ozbiljno utjecati veliki LO signal.
Mali ulazni signal zahtijeva da prijemnik ima veliku funkciju pojačanja, a obično zahtijeva dobitak od 120 dB. S tako visokim pojačanjem, bilo koji signal spojen s izlaznog kraja natrag na kraj ulaznog kraja može uzrokovati probleme. Važan razlog korištenja arhitekture prijemnika superheterodina je taj što može distribuirati dobitak u nekoliko frekvencija kako bi se smanjila šansa za spajanje. To također čini da se frekvencija prvog LO razlikuje od frekvencije ulaznog signala, što može spriječiti da se veliki smetnji signali "kontaminiraju" u male ulazne signale.
Iz različitih razloga, u nekim bežičnim komunikacijskim sustavima izravna konverzija ili homodinska arhitektura mogu zamijeniti arhitekturu superheterodina. U ovoj se arhitekturi RF ulazni signal izravno pretvara u temeljnu frekvenciju u jednom koraku. Stoga je većina pojačanja u temeljnoj frekvenciji, a frekvencija LO i ulaznog signala je ista. U ovom se slučaju mora shvatiti utjecaj male količine spajanja, a mora se uspostaviti detaljan model „zalutalog signala“, poput: spajanje kroz supstrat, pakete i spojne žice (Bondwire) između spajanja i spajanja kroz bićnu liniju.
Smetnje susjednih kanala u simulaciji radiofrekvencijskih krugova
Distorzija također igra važnu ulogu u odašiljaču. Nelinearnost generirana odašiljačem u izlaznom krugu može širiti propusnost propuštenog signala u susjednim kanalima. Taj se fenomen naziva "spektralni ponovni rast". Prije nego što signal dosegne pojačalo napajanja odašiljača (PA), propusnost je ograničena; Ali "izobličenje intermodulacije" u PA uzrokovat će da se širina pojasa ponovno poveća. Ako se širina pojasa previše poveća, odašiljač neće moći ispuniti zahtjeve za napajanje svojih susjednih kanala. Prilikom prijenosa digitalno moduliranih signala, u stvari, začin se ne može koristiti za predviđanje daljnjeg rasta spektra. Budući da se prijenos od oko 1.000 simbola (simbol) mora simulirati kako bi se dobio reprezentativni spektar, a valovi visokofrekventnih nosača moraju se kombinirati, što će učiniti začin prolaznu analizu nepraktičnim.